بخشی از مقاله
خلاصه
در این مقاله حل تحلیلی پراکندگی موج یکنواخت TE ناشی از یک شکاف مستطیلی جزئی پرشده و پنهان شده زیر یک لایه دی الکتریک واقع بر سطح فلز کامل به کمک روش پتانسیل کوبایاشی انجام شده است. در ابتدا میدانهای مغناطیسی درون لایه دی الکتریک پنهان کننده بر اساس توابع ویژه مدهای موجبری بسط داده شده اند و سپس اثر شکاف بر روی میدانهای پراکنده شده بر مبنای توابع ویژه بسل به حل میدانهای نیم فضا اضافه شده است. در ادامه با استفاد از انتگرالهای وبر-شافهیتلین و روش پتانسیل کوبایاشی معادلات حاکم بر میدانهای مغناطیسی بصورت سری های بینهایت با ضرایب مجهول حاصل شده اند. نهایتا با اعمال شرایط مرزی ضرایب مجهول بدست آمده اند. در انتها تاثیر میزان پرکردن شکاف و همچنین اثر استفاده از مواد مختلف اعم از تلف دار و بی تلف به عنوان ضریب نفوذ پذیری الکتریکی و مغناطیسی در هر دو ماده پرکننده و پنهان کننده شکاف بر روی میدان پراکنده شده راه دور بررسی شده است. با توجه به تحلیلی بودن این روش نتایج می توانند به عنوان مرجعی جهت مقایسه با سایر روش های عددی مورد استفاده قرار گیرند.
کلمات کلیدی: پتانسیل کوبایاشیKP، انتگرالهای وبر-شافهیتلین، شکاف جزئی پرشده، پراکندگی امواج.
.1 مقدمه
مدلسازی پراکندگی الکترومغناطیسی از شکافهای مستطیلی روی سطح فلزات در کاربردهای زیادی از جمله تست غیر مخرب2، طراحی آنتنها و همچنین ساختارهای تکرار شونده3 بسیار مورد توجه هستند. اکتشاف شکاف خود به دو دسته راه دور و راه نزدیک میسر است اما با توجه به اینکه در بسیاری از موارد عملی مانند یافتن شکافهای روی بدنه کوره های حرارتی و بویلرها روشهای راه نزدیک قابل اعمال نیستند، به ناچار استفاده از روشهای راه دور اجتناب ناپذیر است. برخی از مهمترین روشهای راه دور در یافتن شکاف عبارتند از آنالیر طیف فوریه[1]4، روش شبه استاتیک[2]5، روشهمپوشانی بلوک [3] 1T، [4] 2GTD و شرایط مرزی شفاف.[5] 3 اخیرا روش تحلیلی KP به عنوان راهکاری دقیق و سریع - بدلیل ارضا خود به خود شرایط مرزی بر اساس نوع خاصی از انتگرالهای وبر-شافهیتلین - در حل مسائل مختلف پراکندگی مورد توجه قرار گرفته است .[5-7] در مرجع [6] حل میدان پراکنده شده از یک شکاف کاملا پر مستطیلی پنهان شده زیر یک لایه دی الکتریک توسط نویسنده انجام شد. در این مقاله حالت جامع تری که شکاف پوشانده شده بصورت جزئی پر شده باشد بررسی خواهد شد.
.2 معرفی مساله
در شکل 1 موج TE به شکاف نیمه پرشده و پنهان شده با ابعاد 2a w وb2زیر یک لایه دی الکتریک می تابد. ضخامت لایه دی الکتریک برابر yt ، ضریب نفوذپذیری نسبی الکتریکی و مغناطیسی لایه پوشاننده به ترتیب rs و rs و ضریب نفوذپذیری نسبی الکتریکی و مغناطیسی موادپرکننده شکاف که با 1و2 نشان داده شده به ترتیب است. زاویه موج تابشی 0،زاویه موج مشاهده شده است. نشان دهنده H z و به ترتیب معرف موجهای تابشی و بازتاب شده هستند.s اثر شکاف در ناحیه I وs اثر شکاف در ناحیه II می باشد. با استفاده از قرارداد زمانی مقدار موج تابشی وموج بازتاب شده به ترتیب برابر خواهد شد که 0 k عدد موج فضای آزاد وRr ضریب بازتاب از لایه پوشاننده است. به منظور حل تحلیلی در ابتدا شکاف را در نظر نمی گیریم در این حالت با ارضای شرایط مرزی روی لایه پوشاننده میدان کل مغناطیسی درون لایه پوشاننده بصورت زیر بدست می آید .[6]
